ВНУТРИ ВИХРЕВОЙ ТРУБЫ

ВНУТРИ ВИХРЕВОЙ ТРУБЫ

Расширение использования ВТ напрямую зависит от новых результатов исследования вихревого эффекта и успехов в разработке качественно новых видов продукции. А конкретнее – от возможностей повышения энергетической эффективности и их использования в изделиях – аппаратах для точечного и многоточечного охлаждения.
Как и несколько десятилетий назад, движущей силой развития ВТ остается эксперимент. По его результатам проверяют гипотезы, сопоставляют различные виды воздействия на вихревой поток, выявляют пути к уменьшению удельных энергозатрат, вскрывают новые эксплуатационные возможности вихревых аппаратов. Охарактеризуем условия, при которых в полости ВТ идет процесс вихревого энергоразделения:
• радиальный градиент давления 0,003-1,0 МПа/мм при частоте вращения воздушного вихря от 3х10³ с^-1 до 1х10⁵ с^-1;
• распределение скоростей, давлений и температур по сечению и длине ВТ имеет сложный (иногда нестационарный) характер в присутствии вторичных вихревых течений и прецессии ядра вихревого потока;
• звуковая энергия генерируется и перераспределяется в акустически неоднородной движущейся среде: акустический импеданс среды различается по сечению и длине вихревой камеры, имеющей форму осесимметричного канала;
• уровень звукового давления в ВТ соответствует области нелинейной акустики (существенно превышает 170 дБ);
• турбулентность имеет анизотропный характер, при этом в приосевой области (до половины радиуса вихревого потока) интенсивность турбулентности составляет E = 25-35%, а на большем расстоянии уменьшается до E = 5% и ниже;
• относительное значение турбулентной энергии максимально в приосевой области и может достигать 0,04-0,06 (т.е. больше, чем при течении без закрутки);
• в спектральной характеристике шума ВТ присутствуют «особенности», интерпретация которых поможет полнее понять природу вихревого эффекта и пути к повышению энергетической эффективности.